Bonus članek v gostujoči kolumni Quantum Particulars: »Poučevanje zgodbe kvantne atomske industrije z desqtopMOT« – Inside Quantum Technology

“Quantum Particulars” je uredniška gostujoča rubrika, ki vsebuje ekskluzivne vpoglede in intervjuje s kvantnimi raziskovalci, razvijalci in strokovnjaki, ki obravnavajo ključne izzive in procese na tem področju. Ta bonus članek je napisal Brian Siegelwax, s poudarkom na pregibov desqtopMOT, del platforme Oqtant za učitelje.

Decembra 2023 je dr. pregib začela svojo Oqtant storitev kvantne materije. Zdaj, januarja 2024, Infleqtion lansira desqtopMOT, svoj namizna platforma s hladnim atomom. Kot učitelju sta oba izdelka namenjena izobraževanju in opolnomočenju vaših učencev. Logično vprašanje je torej, katerega izbrati za svojo učilnico?

Kratek odgovor je, da se dopolnjujeta. Pravzaprav jih lahko razumemo kot dva dela ene zgodbe.

1. del: Praktična uporaba desqtopMOT

desqtopMOT je praktičen sistem fizične strojne opreme s programskim elementom, ki študentom omogoča, da se naučijo ključnih orodij kvantne atomske industrije znotraj učnega laboratorija. Je platforma za poučevanje kvantne mehanike prek interakcij svetlobe in snovi. Vaši učenci se bodo naučili teoretičnega ozadja iz učnega načrta in nato uporabili desqtopMOT za eksperimentiranje z atomi. Z njim bodo nadzorovali ustvarjanje atomskih vzorcev ter razvijali in preverjali hipoteze.

desqtopMOT vključuje:

• Vakuumski sistem
• Vir atoma rubidija
• Optika za dovajanje žarka in nastavljiva plošča
• Stabiliziran laserski sistem
• Referenčna spektroskopska celica
• Obsežen kurikulum z več poglavji z dvema stopnjama učenja, osnovno in napredno
• Vmesnik Python z nadzorom v realnem času (napredni model)

Poskusi so uporabni za merjenje časa na osnovi atomov, kvantno zaznavanje in kvantno računalništvo, tako da boste izpopolnjevali in izboljšali zaposljivost svojih študentov.

Na neizčrpnem seznamu učni načrt vključuje lekcije v:
• fizika hladnega atoma
• slikanje
• laserji
• lasersko hlajenje in lovljenje
• optika in fotonika
• kvantne meritve
• spektroskopija
• vakuumsko inženirstvo in znanost

Fotografija oblaka Rb MOT (bledo rožnata pika) znotraj celice. Slika z dovoljenjem Allie Weary, Hannes Bernien Lab na Univerzi v Chicagu z dovoljenjem Infleqtion.

desqtopMOT vam omogoča, da svojim učencem omogočite resnično poglobljeno učno izkušnjo. Monitorje je mogoče nastaviti tako, da imajo učenci boljši pogled, lahko pa tudi izmenično neposredno opazujejo strojno opremo. Če ugasnete luči v svoji učilnici, lahko vaši učenci zahvaljujoč fluorescenci, ki jo oddajajo atomi zaradi laserskega vzbujanja, »vidijo« oblak rubidija v pasti. Eksperimenti jim bodo dobesedno tekli pred očmi.

2. del: Ustvarjanje kvantne snovi z Oqtantom

Oqtant je kot storitev za kvantno snov – pravzaprav edina storitev za kvantno snov na svetu – dostopna prek oblaka; vse, kar vaši učenci potrebujejo, je dostop do interneta. V celoti je dostopen prek pametnih telefonov, tako da vašim učencem ni nujno, da imajo prenosne računalnike za uporabo.

Oqtant daje vašim učencem že ohlajene atome, pri čemer abstrahira desqtopMOT in jim omogoča, da se poglobijo v kvantno obnašanje ultrahladnih sistemov. Z uporabo portala brez kode ali API-ja Python, imenovanega Oqtant API ali OqtAPI (izgovarja se »octopi«), bodo vaši učenci lahko:

• Nadzirajte ustvarjanje kvantne materije
• Raziščite interferenco, koherenco, tuneliranje, atomtroniko, nelinearno obnašanje, superpozicijo, superfluidnost in drugo
• Opazujte fazne prehode in razvoj
• Razviti in preizkusiti hipoteze

Na kratko za bralce, ki niso seznanjeni s kvantno snovjo:

Z magneti je skupek lasersko hlajenih atomov obešen v ultravisoko vakuumsko komoro. Tehnika hlajenja je prejela Nobelovo nagrado. Ko se atomi ohlajajo, se delček atomov kondenzira in začne zavzemati isto kvantno stanje. Ta kvantna snov, imenovana Bose-Einsteinov kondenzat (BEC), si ga lahko predstavljamo kot velikanski atom ali superatom. Je makroskopske velikosti, predstavlja ga ena sama valovna funkcija in se obnaša kot ena entiteta. BEC je 5. agregatno stanje, poleg trdnega, tekočega, plinastega in plazme.

Odvisno od vašega časovnega pasu ima Oqtant možnost delovanja v realnem času. Če je na spletu in v čakalni vrsti ni opravil, bi moralo biti prvo opravilo vaših študentov izvedeno čez približno minuto. Če je brez povezave, lahko vaši učenci kadar koli postavijo v čakalno vrsto opravila, ki se bodo izvajala zaporedno, ko bo Oqtant spet na spletu. Glede na svoje FAQ, urnik je:

Oqtant je na spletu vsak drugi teden, razen praznikov v ZDA in načrtovanih izpadov zaradi vzdrževanja. Urnik za spletne tedne je od ponedeljka do četrtka, od 10 do 3 MT (UTC-7). Izjeme od urnika bodo objavljene takoj, ko bo mogoče.

Oqtant ima:

• vodnik po spletni aplikaciji
• Oqtant pogosta vprašanja
• interaktivni izlet
• Viri Python API
• 55-minutni video
• 5-minutni video
• dokument na 87 straneh
• tehnične opombe o RF izhlapevanju, kvantni snovi in ​​slikanju

Vaši učenci lahko oddajo do 10 delovnih mest na dan popolnoma brezplačno. Kupite lahko vrhunska delovna mesta, s čimer povečate to kvoto do 100 delovnih mest na dan. Ta vrhunska opravila imajo prednost v sistemu in se izvajajo pred vsemi prostimi opravili v čakalni vrsti. Lahko sestavite ekipo, ki bo vašim študentom omogočila delitev vaših premijskih kvot.

Zaključek: Uporaba desqtopMOT za študente

Če se boste slučajno udeležili SPIE Photonics West, bodo naredili hladni atomi z desqtopMOT v kabini 7207 ves dan v torek in sredo. Oba dneva ob 6 potekajo dolgotrajne predstavitve izdelkov poglavij in eksperimenta iz 2. poglavja. Ekipa razmišlja o načinih, kako ga zaščititi pred svetlobo, tako da boste lahko "videli" Rubidijev oblak na lastne oči, brez kakršne koli povečave.

Lahko raziskujete Oqtant sedaj.

Če jih uporabljate skupaj, bodo vaši učenci poznali celotno zgodbo kvantne atomske industrije.

Brian N. Siegelwax je neodvisni oblikovalec kvantnih algoritmov. Znan je po svojih prispevkih na področju kvantnega računalništva, zlasti pri načrtovanju kvantnih algoritmov. Ocenil je številna ogrodja kvantnega računalništva, platforme in pripomočke ter delil svoje vpoglede in ugotovitve v svojih delih. Siegelwax je tudi avtor in je napisal knjige, kot sta "Dungeons & Qubits" in "Choose Your Own Quantum Adventure". Na Medium redno piše o različnih temah, povezanih s kvantnim računalništvom. Njegovo delo vključuje praktične aplikacije kvantnega računalništva, preglede izdelkov kvantnega računalništva in razprave o konceptih kvantnega računalništva.

Kategorije:
Gostujoči članek, kvantno računalništvo, Raziskave, programska oprema

Tags:
Brian Siegelwax, pregib, Oqtant

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-bonus-article-teaching-the-quantum-atomic-industry-story-with-desqtopmot/